А   Б  В  Г  Д  Е  Є  Ж  З  І  Ї  Й  К  Л  М  Н  О  П  Р  С  Т  У  Ф  Х  Ц  Ч  Ш  Щ  Ю  Я 


Температура - мішень

Температура мішені вимірюється за допомогою мініатюрних термоелектричних перетворювачів 4 гарячий спай 3 яких знаходиться 2 в тепловому контакті з мішенню.

При температурі мішені вище 600 С для межі (100) або вище 400 С для межі (111) В інтенсивність пучків всіх цих іонів стає незмірно малої.

Така конструкція дозволяє змінювати температуру мішені в межах від - 180 до 500 С. У ВЕІ-джерело безперервно напускати пари досліджуваного речовини, які конденсуються на холодній поверхні підкладки (/), утворюючи плівку твердої речовини. Товщину плівки можна змінювати в досить широких межах, змінюючи температуру підкладки і тиск парів в області джерела.

Залежність ко - пьшенія залежить від властивостей рас-коефіцієнта розпилення ми - що порошиться матеріалу, від маси шені від енергії іонів і енергії бомбардують, в.о Характерно, що значення коефіцієнта розпилення практично не залежить від температури мішені.

Залежність коефіцієнта розпилення деяких металів від енергії Е бомбардують іонів при катодному розпиленні. | Залежність коефіцієнта розпилення металів від кута падіння іонів а. | Залежність коефіцієнта розпилення від температури мішені. На рис. 3 - 17 показаний приклад залежності коефіцієнта розпилення від температури мішені для деяких металів.

Частка домішкових атомів в електрично активних положеннях визначається масою легирующего іона, дозою опромінення, температурою мішені в процесі легування і температурою відпалу.

Так як ми цікавимося великими интенсивностями випромінювання (режим хвилі випаровування), то мова йде про температурах мішені Т110s К, чому відповідають тиску в нагрітій області р 103 атм. З останньої цифри ясно, що утворена плазма буде швидко розлітатися і властивості навколишнього газового середовища (атмосферний тиск або вакуум) несуттєві, у всякому разі, на основному інтервалі часу існування плазмового факела. Час, протягом якого розлітається плазма, розмір, займаний плазмою, і, тим самим, швидкість розльоту плазми впдни з експериментальних даних, отриманих методом тіньового і швидкісного фотографування, а також за даними зондових вимірювань. Перше, що видно з цих даних - масштаб часу.

Перехід поверхневого шару мішені з кристалічного в аморфний стан відбувається під дією іонного опромінення лише в тому випадку, якщо температура мішені досить низька, і пошкодження кристалічної решітки не відновлюються в результаті відпалу так само швидко, як і створюються.

Так, при бомбардуванні GaAs іонами Ne доза аморфизации зростає від 5 - Ю14 до 1017 см 2 при зміні температури мішені від 20 до 40 С.

Ефективність процесу розпилення залежить від багатьох чинників: від енергії бомбардують іонів, кута їх падіння на мішень, від властивості матеріалу мішені, температури мішені, величини тиску розпилювального газу та ін. Для кількісної оцінки ефективності процесу розпилення використовується спеціальний показник, званий коефіцієнтом розпилення Кр. Він показує, скільки розпилюють атомів в середньому припадає на один бомбардують мішень іон, і має розмірність атом /іон. Коефіцієнт розпилення характеризує швидкість напилення плівки. Якщо тиск робочого газу не надто високо, то щільність розрядного струму, а отже, і швидкість напилення збільшуються з ростом тиску. при значний тиск швидкість напилення починає знижуватися через збільшення числа зіткнень розпорошених частинок з молекулами робочого газу, яке призводить до так званої зворотної дифузії розпилюються частинок на мішень, і внаслідок перезарядки іонів в ускоряющем поле. Явище перезарядки полягає в тому, що іон передає свій заряд нейтральному атома, а сам продовжує рухатися до мішені, але вже в нейтральному стані. Новоутворена іон має тільки теплову швидкість, а отже, має енергію, недостатню для розпилення. Швидкі ж нейтральні атоми в основному відбиваються від катода.

Методом іонного розпилення можна одержувати плівки складних матеріалів, таких як нержавіюча сталь, Еван, пермаллой або навіть скло пирекс, Беч зміни їх складу, якщо: температура мішені буде підтримуватися досить низькою; іонне бомбардування підкладки буде виключена; для всіх компонентів розпилюючи речовину коефіцієнти прилипання до підкладки і кутовий розподіл при випущенні будуть однаковими.

Згодом було опубліковано велику кількість робіт, опісивающіж кутовий розподіл вибиваються атомів для різних кристалічних-екіх структур в залежності від таких параметрів, як маса і енергія бомбардують іонів, кут падіння іонів і температура мішені. Так як дана книга присвячена тонким плівкам, а не іонного розпилення, ми тільки резюмуємо важливі результати досліджень, а детально їх обговорювати не будемо. взагалі найбільш переважними напрямками викиду є напрямки до вузлів першої, а потім другої координаційної сфери. Це питання більш детально буде розглянуто в гол.

Розглянута теорія дозволяє пояснити такі факти, як існування порогової енергії іона, нижче якої розпорошення не відбувається; енергія розпилюються атомів значно перевищує енергію випаровування частинок, тенденції найкращого розпилення атомів уздовж щільної упаковки кристала, зменшення коефіцієнта при високих енергіях іонів, незначний вплив на коефіцієнт розпилення температури мішені, відсутність електронного розпилення.

Ця хмара плазми інтенсивно поглинає залишилися фотони лазерного випромінювання. В результаті цього температура мішені в фокальній області різко зростає до десятків тисяч градусів. Потім плазма швидко розширюється, породжуючи ударну хвилю, що поширюється в усіх напрямках. Ударна хвиля руйнує мішень.

процес насичення мішені включає знегажування при нагріванні до 600 - 700 С в вакуумі з подальшим охолодженням в атмосфері дейтерію або тритію. Отримані таким чином мішені практично не виділяють ці гази навіть у вакуумі, якщо температура мішені не перевищує 200 С для титану і 300 С для цирконію. Ця обставина дуже істотно, тому що при падінні іонного пучка на мішень виділяється велика кількість тепла, що призводить до значного нагрівання мішені.

Найбільш цікавим аспектом досліджень кутового розподілу атомів, еміттіруемих напівпровідниками, є його явно виражена температурна залежність. Андерсон і ін. W2w2w20. встановили, що ефект переважного випускання розпорошених атомів проявляється тільки в тому випадку, коли температура мішені перевищує деяку характеристичну величину. Ймовірно, саме тому в інших дослідженнях[83, 99]виникали труднощі з наглядом переважних напрямків викиду атомів з напівпровідників. цей ефект пояснюється наступним чином. Викид атомів в певних напрямках можливий лише за умови монокрісталлічності мішені. При низьких температурах мішені пошкодження кристалічної решітки в при поверхневому шарі, що виникають внаслідок його опромінення іонами, залишаються замороженими, так що незабаром цей шар стає аморфним. При розпилюванні такого шару картини переважної емісії, природно, не спостерігається. При досить високих температурах мішені пошкодження решітки, викликане ударом іона, досить швидко віджигається, так що наступний іон, що падає на ту саму ділянку мішені, зустрічається з упорядкованою структурою поверхні.

Іонне травлення має певні переваги, так як це універсальний спосіб, який можна застосовувати для всіх матеріалів. Він дозволяє строго контролювати процес травлення, оскільки такими важливими параметрами, як енергія іонів, інтенсивність опромінення і температура мішені - це зручний спосіб упорядкування.

при ідентичних умовах коефіцієнти розпилення для різних речовин мають періодичність, обумовлену їх становище у періодичної системі елементів і є наслідком періодичності в їх теплотах сублімації, будову атомних оболонок і кристалічній структурі. Маса атомів мішені т входить у вираз для коефіцієнта розпилення через коефіцієнт передачі енергії 4 /ПЛ1 /(т Л1) 2 де М - маса іона. Коефіцієнти розпилення від температури мішені залежать слабо. виняток становить 00-ласть високих температур, при яких стає істотним термічне випаровування матеріалу мішені; в цій області Томпсоном і Нельсоном[52]виявлені деякі аномалії.

Побічні зображення можуть з'являтися в деяких типах передавальних трубок, коли вони працюють в неоптимальних умовах або коли конструкція трубки розроблена без достатньої уваги до подібної небезпеки. Кілька таких ефектів можливі в Суперортикон. При роботі в умовах, коли температура мішені нижче певної межі, зображення сцени може зберігатися на растрі, хоча і зі значним ослабленням, протягом певного проміжку часу після того, як камера переміщена на іншу сцену. Той же самий ефект може виникати і в разі, якщо струм променя недостатньо великий для того, щоб забезпечити повний заряд мішені через розгортається апертуру. Можлива поява побічних деталей в самому потенційному рельєфі з причини неповного збирання первинних електронів мішенню і вторинних електронів сіткою мішені. У першому випадку можливий так званий повтор - як би тіньове зображення, кілька повернене щодо осі трубки. У другому випадку створюються тіньові ореоли навколо світлих об'єктів.

Зовнішній вигляд видикона. Недоліком відіконов (як і взагалі приладів з напівпровідниковими фотоелементами) є помітна температурна залежність опору фотослоя. Зміна поперечного опору мішені при зміні температури призводить до зміни амплітуди вихідного сигналу при незмінній напрузі сигнальної пластинки. Підтримувати незмінною амплітуду вихідного сигналу при зміні температури мішені можливо лише зміною напруги сигнальної пластинки, що не завжди можливо. Тому при роботі видикона доводиться вживати заходів щодо забезпечення сталості температури мішені.

Розпилення не вдається розглянути з тих же позицій, як це було зроблено при випаровуванні. Розпилення відбувається, як правило, при низькій температурі, коли дифузія уповільнена. В результаті обложена плівка виходить у вигляді як би шаруватої структури на атомарному рівні. Очевидно, що якби температура мішені підвищилася настільки, що встигала протікати помітна дифузія атомів з обсягів, то склад обложеної плівки, як і при випаровуванні, відрізнявся б від складу мішені.

Іонну розпилення сплавів є одним з найбільш ефективних методів отримання плівок з цих сплавів, так як цей метод дозволяє легко змінювати склад плівок. Часто склад осаждаемой плівки майже збігається зі складом мішені. Це можна собі уявити, якщо розглянути механізм іонного розпилення, згідно з яким атоми вибиваються з мішені в результаті передачі їм імпульсу бомбардують іонів. Оскільки процес іонного розпилення не сильно залежить від температури мішені, то цю температуру можна вибрати досить низькою, щоб виключити дифузію атомів в мішені, не програвши помітно в швидкості нанесення. Так як при цьому в мішені перенесення мас не відбувається, то можна вважати, що склад випускаються мішенню частинок повинен бути ідентичний складу мішені. Звичайно, якщо коефіцієнт прилипання або кутовий розподіл викиду будуть різними для різних типів атомів, то склад осаждаемой плівки буде вже зміненим.

Недоліком відіконов (як і взагалі приладів з напівпровідниковими фотоелементами) є помітна температурна залежність опору фотослоя. Зміна поперечного опору мішені при зміні температури призводить до зміни амплітуди вихідного сигналу при незмінній напрузі сигнальної пластинки. Підтримувати незмінною амплітуду вихідного сигналу при зміні температури мішені можливо лише зміною напруги сигнальної пластинки, що не завжди можливо. Тому при роботі видикона доводиться вживати заходів щодо забезпечення сталості температури мішені.

Наприклад, припустимо, що в такому прискорювачі за допомогою пучка дейтронів енергією 1 МеВ бомбардируется мішень з дейтерію, спочатку має кімнатну температуру. У кращому випадку тільки 10% бомбардують дейтронів (пучок таких дейтронів може містити всього близько 1016 частинок) буде вступати в ядерну реакцію синтезу за участю дейтронів мішені (можливо, лише після численних сутичок) і віддавати тим самим частину своєї кінетичної енергії на термоядерну реакцію. Таким чином, бомбардування дейтронами високих енергій призводить в прискорювачі лише до того, що ці дейтрони як би розчиняються в величезній кількості дейтронів мішені, що володіють низькою енергією. Виявляється, для того щоб почалася самопідтримується ядерна реакція синтезу, необхідно підняти температуру мішені до декількох мільйонів градусів. Тільки тоді безладні сутички, обумовлені тепловим рухом дейтронів мішені, будуть приводити до досить частим реакцій ядерного синтезу, щоб виділилася енергія змогла перевершити енергію бомбардують дейтронів.

Стаціонарного розпилення не вдавалося досягти навіть після розпилення поверхневого шару мішені товщиною кілька мікронів. Ці експерименти показали, що за допомогою іонного розпилення можлива хороша стабілізація складу одержуваних плівок за тієї умови, що температура мішені буде досить низькою.

Впроваджений іон при русі передає кінетичну енергію атомам решітки. Якщо передана енергія перевищує енергію зв'язку атома у вузлі Е а, може бути вибитий з вузла і почати рухатися по кристалу первинний атом. Якщо його енергія виявляється більше значення Ed, він здатний перевести в міжвузля інші (вторинні) атоми решітки. Їх число і розташування залежать від характеру поширення каскаду, що визначається насамперед структурою решітки. Частина звільнених атомів потрапляє в канали та може просунутися на значну відстань за рахунок їх фокусирующего дії, інша частина, деканаліруясь, створює порушення уздовж стінок каналу. Форма і розміри дефектної області визначаються також масою і енергією іона, масою атомів і температурою мішені. Якщо температура мішені досить висока, деякі дефекти, такі, як атоми в междоузлиях і вакансії, можуть аннигилировать в процесі міграції по кристалу шляхом рекомбінації. Процеси анігіляції дефектів часто протікають вже при кімнатній температурі.

Впроваджений іон при русі передає кінетичну енергію атомам решітки. Якщо передана енергія перевищує енергію зв'язку атома у вузлі Е а, може бути вибитий з вузла і почати рухатися по кристалу первинний атом. Якщо його енергія виявляється більше значення Ed, він здатний перевести в міжвузля інші (вторинні) атоми решітки. Їх число і розташування залежать від характеру поширення каскаду, що визначається насамперед структурою решітки. Частина звільнених атомів потрапляє в канали та може просунутися на значну відстань за рахунок їх фокусирующего дії, інша частина, деканаліруясь, створює порушення уздовж стінок каналу. Форма і розміри дефектної області визначаються також масою і енергією іона, масою атомів і температурою мішені. Якщо температура мішені досить висока, деякі дефекти, такі, як атоми в междоузлиях і вакансії, можуть аннигилировать в процесі міграції по кристалу шляхом рекомбінації. Процеси анігіляції дефектів часто протікають вже при кімнатній температурі.

Левін і Беррі[315]встановили розподіл енергії в негативних іонах водню, що утворюються при бомбардуванні поверхні вольфраму позитивними іонами водню. Юаса[522]вивчав іони газу напівпровідникових, підлозі металевих і металевих елементів; ці іони виходили за допомогою високочастотної іскри. Мур[359]вивчив дисоціацію окису вуглецю, адсорбированной на поверхні молібдену і вольфраму, під впливом повільних електронів; він знайшов, що іони кисню утворюються від 50 до 100 разів легше з поверхні, ніж з обсягу. Флюіт і співавтори[178]вивчили фракціонування ізотопів літію при розпилюванні і знайшли, що випаровування типу, спостережуваного в звичайних експериментах по дистиляції, грає лише маленьку роль в процесі розпилення. Ботанова[30]визначив енергію зв'язування між електроном і склом № 46 в 3 5 - 4 ев. Фогель, Слабоспітц-кий і Карнаухов[183]визначили залежність емісії вторинних позитивних і негативних іонів від енергії первинних частинок і температури мішені для поверхні молібдену і іонів неону, аргону і криптону. Бредлі, Аркінг і Бірс[68]досліджували емісію вторинних позитивних іонів з платини.